Rétroactions Porosité - Réactivité

Abstract

International audienceLa structure des milieux poreux est de première importance lorsqu’on étudie les propriétés de transport, avec un intérêt dirigé versla taille des pores et la topologie 3d. Les propriétés réactives ont également des liens très forts avec la structure, et même la micro-structure, notamment la géométrie et la composition locales, les états de surface, des phases dissoutes et solides. Dans cette contribution, nous nous intéressons aux relations spécifiquement entre taille et réactivité, pour déterminer quelle est l’échelle dimensionnelle où les propriétésde l’eau porale changent. Trois situations contrastées sont étudiées : (1) l’eau est abritée dans un pore de grande taille (plusieurs dizaines de microns) ; (2) l’eau liquide est confinée entre deux surfaces de silice ; (3) une épaisseur d’eau entre 0.5 et quelques micromètres est déposée sur une surface. Deux types d’échantillons abritent ces situations : une inclusion fluide de quartz, c’est -à-dire une vacuole fermée au cœur même du solide, contenant soit seulement de l’eau liquide, soit un mélange biphasique eau-air; des canaux de nano-fluidique, à base de silicium monocristallin, dont la hauteur varie entre 5 et 100 nm. Des mesures infra-rouges ont été menées sur cette eau piégée, et les signaux enregistrés sont examinés en fonction de la hauteur de canaux ou de l’éloignement à l’interface.Ces mesures sont ensuite converties en propriétés thermodynamiques en champ moyen et les prédictions en termes de transitions de phase calculées par simulation thermodynamique